ท่ามกลางวิกฤตพลังงานโลกที่ผันผวนและส่งผลกระทบต่อต้นทุนการผลิตในทุกภาคส่วน ผนวกกับความท้าทายในการแก้ปัญหาโลกร้อนและการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก เป็นโจทย์สำคัญของทั้งโลก สวทช. ในฐานะหน่วยงานที่มุ่งใช้วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม (วทน.) เสริมความเข้มแข็งของประเทศ มีการวิจัยและพัฒนาด้านนี้อยู่ไม่น้อย ตั้งแต่ต้นน้ำไปจนถึงปลายน้ำ นำร่องที่ “ข้าวคาร์บอนต่ำ” ที่ลดการปล่อยคาร์บอนในทุกขั้นตอน, “NANO nCote” ปุ๋ยควบคุมการปลดปล่อยธาตุอาหาร ที่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก, “SolaRE” แผงโซลาร์เซลล์ที่คำนึงถึงการรีไซเคิลตั้งแต่ต้นทาง วางรากฐานพลังงานสะอาดอย่างยั่งยืน และ "วัสดุโครงข่ายโลหะ-อินทรีย์ หรือ MOFs" ที่หมุนเวียนวัสดุเหลือใช้กลับมาใช้ประโยชน์ เช่น ขวดน้ำดื่มพลาสติก หรือโลหะที่ได้จากของเสียอุตสาหกรรม เป็นต้น
จากห้องทดลองสู่ทุ่งนาสีเขียว
ความผันผวนของราคาพลังงานโลกส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนปุ๋ยเคมีที่พุ่งสูงขึ้น เกษตรกรชาวนาไทยจึงต้องแบกรับภาระในทุกรอบการผลิต ขณะที่นาข้าวมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้จากหลายปัจจัย ทั้งจากการใช้เมล็ดพันธุ์คุณภาพต่ำ การใช้ปุ๋ยเคมีและการใช้น้ำเกินความจำเป็น ไบโอเทค สวทช. จึงได้พัฒนากระบวนการผลิตข้าวคาร์บอนต่ำเพื่อความยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยมุ่งเน้น “การพัฒนาพันธุ์ข้าวที่มีลักษณะเหมาะสมกับระบบการปลูกแบบเปียกสลับแห้ง และมีการตอบสนองต่อปุ๋ยไนโตรเจนอย่างมีประสิทธิภาพ” ซึ่งจากการวัดผลด้วยวิธีการที่แม่นยำ พบว่ามีพันธุ์ข้าวพร้อมใช้ “พันธุ์ไบโอเทค 1” ที่ตอบสนองต่อระบบนี้ได้อย่างโดดเด่น ทั้งในด้านการให้ผลผลิตสูง อายุเก็บเกี่ยวสั้นและสามารถปรับตัวได้ดีเยี่ยมในระบบการปลูกแบบเปียกสลับแห้ง ทำให้ต้นข้าวสามารถเจริญเติบโตได้อย่างสมบูรณ์ควบคู่ไปกับการใช้ทรัพยากรการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูง โดยสามารถลดการปล่อยก๊าซมีเทนลงได้ถึงร้อยละ 46 เมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกแบบปกติ มีค่าคาร์บอนฟุตพรินต์ ประมาณ 1.14 กิโลกรัม CO2e ต่อข้าวเปลือก 1 กิโลกรัม ซึ่งนอกจากจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมแล้ว ยังเป็นการยกระดับมาตรฐานการผลิตข้าวไทยให้สอดคล้องกับความต้องการของตลาดโลกในระดับสากล
ในขณะเดียวกัน พื้นที่เกษตรกรรมสำหรับพืชเศรษฐกิจอย่างข้าว อ้อย ข้าวโพด ก็ช่วยโลกได้ โดย นาโนเทค สวทช. พัฒนา “NANO nCote (นาโน เอ็นโคต)” ปุ๋ยควบคุมการปลดปล่อย ด้วยเทคโนโลยีการเคลือบสารนาโนคอมพอสิตจากพอลิเมอร์ฐานชีวภาพบนเม็ดปุ๋ย โดยสารเคลือบดังกล่าวมีลักษณะเป็นเสมือนฟิล์มห่อหุ้มเม็ดปุ๋ย จึงสามารถช่วยควบคุมการปลดปล่อยธาตุอาหารได้อย่างต่อเนื่อง จากสมบัติที่ละลายน้ำเร็วเกินไปของปุ๋ยเคมีทั่วไปทำให้พืชดูดซึมใช้งานไม่ทัน ก่อให้เกิดการสูญเสียธาตุอาหาร และเกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมตามมา เช่น การระเหิดของปุ๋ยเป็นหนึ่งในตัวการของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยเฉพาะก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N2O) ที่มีศักยภาพทำให้โลกร้อนสูงกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ถึง 265 เท่า รวมถึงปรากฏการณ์สาหร่ายบานสะพรั่งจนส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำ ซึ่งนวัตกรรมนอกจากจะช่วยให้พืชดูดซึมธาตุอาหารได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ยังช่วยให้เกษตรกรบริหารจัดการแปลงปลูกได้ง่ายขึ้น กล่าวคือ สามารถออกแบบให้ควบคุมการปลดปล่อยได้ยาวนานมากกว่า 6 เดือน จึงสามารถใส่ปุ๋ยเพียงครั้งเดียวต่อระยะการปลูก โดยผ่านการพิสูจน์ระดับภาคสนามจากการปลูกอ้อย ข้าว ข้าวโพด เป็นต้น จึงสามารถลดต้นทุนค่าแรงงาน ลดอัตราการใส่ปุ๋ยให้กับเกษตรกรได้ อีกทั้งปัจจุบันเกษตรกรของไทยกำลังเผชิญวิกฤตปุ๋ยแพง และแรงงานที่หายากมากขึ้น นวัตกรรมนี้จึงสามารถเข้ามาตอบโจทย์และช่วยเหลือเกษตรกรไทยได้ รวมถึงกระแสของประชาคมโลกที่กำลังให้ความสำคัญกับวิกฤตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (climate change) และภาคการเกษตรของไทยที่ต้องเตรียมความพร้อมรับมือในอนาคตอันใกล้
นวัตกรรมช่วยโลก ช่วยเรา
เมื่อโลกหันมาพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้น ความท้าทายถัดไปคือการจัดการขยะแผงโซลาร์เซลล์ เอ็นเทค สวทช. จึงได้พัฒนา “SolaRE (โซลาร์รี)” เทคโนโลยีการผลิตโซลาร์เซลล์ชนิดแยกส่วนประกอบได้ง่ายหลังปลดระวาง ที่ช่วยให้การถอดแยกส่วนประกอบภายในแผงหลังหมดอายุการใช้งานเป็นไปได้ง่ายยิ่งขึ้น ด้วยการเพิ่มชั้นฟิล์มโปร่งแสงชนิดพิเศษที่ผลิตได้เองในประเทศเข้าไปในโครงสร้างแผง ตอนนำไปกำจัดจึงถอดแยกวัสดุแต่ละชั้นไปใช้ประโยชน์ต่อได้ง่าย ไม่ต้องใช้สารเคมี ความร้อน และเครื่องจักรเฉพาะทางในการแยกชิ้นส่วน เพิ่มโอกาสในการรีไซเคิลวัสดุได้มากขึ้นจากร้อยละ 10 เป็นร้อยละ 85–95 หรือมีมูลค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 4 เท่า นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มช่วยลดปริมาณขยะฝังกลบจากร้อยละ 90 ให้เหลือเพียงร้อยละ 5–15 ด้วย ลดต้นทุนการรีไซเคิล นำไปสู่การใช้ประโยชน์ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า และลดการสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ตามมาด้วยวัสดุนาโนที่กำลังเป็นที่กล่าวถึงหลังคว้าโนเบลเคมี 2025 กับ "มอฟส์" (metal-organic frameworks: MOFs) ที่นาโนเทค สวทช. พัฒนาอย่างต่อเนื่อง หนึ่งในนั้นคือ การผลิต MOFs โดยใช้แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนเพื่อหมุนเวียนวัสดุเหลือใช้กลับมาใช้ประโยชน์ เช่น การย่อยสลายขวดน้ำดื่มพลาสติกเพื่อนำมาใช้แทนสารอินทรีย์ลิแกนด์ เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์ MOFs หลายชนิดรวมถึงการสังเคราะห์ MOFs จากโลหะที่ได้จากของเสียอุตสาหกรรม เช่น mill scale จากอุตสาหกรรมเหล็ก และโลหะจากน้ำยากัดแผงวงจรพิมพ์ พร้อมออกแบบการขึ้นรูป MOFs ในหลากหลายรูปแบบเพื่อให้เหมาะสมกับการประยุกต์ใช้จริงในอุตสาหกรรม เช่น การขึ้นรูปเป็นเม็ด การเคลือบบนวัสดุรองรับ (support) และการขึ้นรูปเป็นเมมเบรนในลักษณะแผ่นหรือท่อกลวง ซึ่งช่วยให้ MOFs สามารถนำไปใช้งานได้สะดวก มีความทนทาน และมีประสิทธิภาพในการดูดซับหรือกรองสารปนเปื้อนได้ดียิ่งขึ้น ทั้งสำหรับดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์, สารระเหยอินทรีย์ (VOCs) และไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซึ่งเป็นก๊าซมลพิษสำคัญต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ รวมถึงการดูดซับยาปฏิชีวนะ โลหะหนัก และการกำจัดสาร dichloroacetic acid (DCA) เป็นต้น
4 นวัตกรรมเพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกของ สวทช. นี้ เป็นเพียงน้ำจิ้ม ยังมีงานวิจัย เทคโนโลยี และนวัตกรรมทั้งของ สวทช. และหน่วยงานพันธมิตรอีกมากมาย ที่พร้อมให้มาร่วมรับชม รับฟังข้อมูล แลกเปลี่ยนแนวคิด และร่วมกันขับเคลื่อนโลกให้ก้าวหน้าอย่างยั่งยืน ในงานประชุมวิชาการประจำปี (NAC) ประจำปี 2569 ที่จะจัดขึ้นระหว่างวันที่ 24-28 เมษายน 2569 ภายใต้แนวคิด “เศรษฐกิจยั่งยืนด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” (Sustainable Economy through Science and Technology)
